1、单元1 中断系统及其应用 知识目标：知识目标：1.了解单片机中断系统原理。了解单片机中断系统原理。2.认识单片机中断系统执行过程。认识单片机中断系统执行过程。3.理解单片机中断系统编程结构。理解单片机中断系统编程结构。技能目标：技能目标：灵活应用中断方式进行编程。灵活应用中断方式进行编程。2.灵活应用中断进行彩灯控制器硬件电路设计方法。灵活应用中断进行彩灯控制器硬件电路设计方法。3.掌握应用中断进行彩灯控制器软件设计方法。掌握应用中断进行彩灯控制器软件设计方法。4.掌握应用中断彩灯控制器调试的方法和技能。掌握应用中断彩灯控制器调试的方法和技能。任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统
2、及中断控制彩灯控制器制作一、任务描述一、任务描述 工作任务工作任务要要 求求理解中断有关知识理解中断有关知识熟练掌握中断编程方法熟练掌握中断编程方法中断中断方式方式控制彩灯控制彩灯器硬件电路器硬件电路设计设计掌握掌握应用中断应用中断方式方式控制彩灯控制彩灯器硬件器硬件电路设计方法电路设计方法彩灯控制器软件电路设计彩灯控制器软件电路设计掌握掌握应用中断应用中断方式彩灯控制器软件方式彩灯控制器软件设计方法设计方法彩灯控制器硬件电路安装和调彩灯控制器硬件电路安装和调试试掌握掌握应用中断应用中断方式进行方式进行彩灯控制彩灯控制器器硬件电路安装和调试方法硬件电路安装和调试方法二、任务分析二、任务分析 当
3、当CPU正在处理某项事务的时候，如果系统出现正在处理某项事务的时候，如果系统出现了某些急需处理的异常情况或特殊的请求，这时了某些急需处理的异常情况或特殊的请求，这时要求要求CPU暂停正在处理的工作，而转去处理这个暂停正在处理的工作，而转去处理这个随机发生的紧急或特殊事件，待该事件处理完后，随机发生的紧急或特殊事件，待该事件处理完后，自动回到原来被中断的地方，继续执行被中断的自动回到原来被中断的地方，继续执行被中断的程序，这个过程称做程序，这个过程称做中断中断。任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作二、任务分析二、任务分析 中断处理过程由以下几个阶段完成。中断
4、处理过程由以下几个阶段完成。1.中断请求中断请求 2.中断允许控制中断允许控制 3.中断查询中断查询 4.中断响应中断响应 5.中断处理中断处理任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作二、任务分析二、任务分析 任务内容：任务内容：利用单片机设计一个彩灯控制系统，控制利用单片机设计一个彩灯控制系统，控制要求如下：要求如下：（1）正常情况下）正常情况下P1口的口的8只只LED灯交替循灯交替循环点亮，时间间隔是环点亮，时间间隔是1s；（2）当按下按键）当按下按键S1时时8只只LED灯间隔亮灯灯间隔亮灯闪烁闪烁6次，闪烁周期为次，闪烁周期为1s；（3）闪烁结束后回到正
5、常工作状态。）闪烁结束后回到正常工作状态。任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作三、相关知识：中断系统的基本概念三、相关知识：中断系统的基本概念（1）主程序：主程序：原来正常执行的程序；原来正常执行的程序；（2）中断服务程序：中断服务程序：中断之后处理的程序，也中断之后处理的程序，也称为中断处理子程序；称为中断处理子程序；（3）中断源：中断源：发出中断申请的信号或引起中断发出中断申请的信号或引起中断的事件；的事件；（4）中断入口地址：中断入口地址：中断响应后，中断执行的中断响应后，中断执行的首地址。首地址。任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及
6、中断控制彩灯控制器制作三、相关知识：中断系统及其管理三、相关知识：中断系统及其管理（1）中断系统结构）中断系统结构 中断过程是在硬件基础上配以相应的软件实现的，中断过程是在硬件基础上配以相应的软件实现的，MCS-51单片机有单片机有5个固定的可屏蔽中断源，有两个固定的可屏蔽中断源，有两级中断嵌套，还有级中断嵌套，还有2个个特殊功能寄存器用于中断特殊功能寄存器用于中断控制和条件设置编程，其内部结构如图控制和条件设置编程，其内部结构如图4-1所示。所示。优先级也可由程序设置为高优先级或低优先级。优先级也可由程序设置为高优先级或低优先级。任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩
7、灯控制器制作三、相关知识：中断系统及其管理三、相关知识：中断系统及其管理（1）中断系统结构）中断系统结构 中断过程是在硬件基础上配以相应的软件实现的，中断过程是在硬件基础上配以相应的软件实现的，MCS-51单片机有单片机有5个固定的可屏蔽中断源，有两个固定的可屏蔽中断源，有两级中断嵌套，还有级中断嵌套，还有2个个特殊功能寄存器用于中断特殊功能寄存器用于中断控制和条件设置编程，其内部结构如图控制和条件设置编程，其内部结构如图4-1所示。所示。优先级也可由程序设置为高优先级或低优先级。优先级也可由程序设置为高优先级或低优先级。任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制
8、作图图4-1 MCS-51单片机中断系统内部结构示意图单片机中断系统内部结构示意图任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作（1）中断系统结构）中断系统结构 外部中断外部中断和分别由和分别由P3.2和和P3.3提供，外部中提供，外部中断有断有电平电平和和脉冲脉冲两种触发方式；两种触发方式；定时器定时器/计数器计数器TF0和和TF1分别由片内定时分别由片内定时/计计数器数器0和定时和定时/计数器计数器1提供；提供；串行口中断串行口中断RI或或TI由片内串行口提供。由片内串行口提供。三、相关知识：中断系统及其管理三、相关知识：中断系统及其管理任务任务 中断系统及中断
9、控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作（1）中断系统结构）中断系统结构 当当P3口作口作I/O口口使用时，第二功能信号线应使用时，第二功能信号线应保持保持高电平高电平，与非门开通，以维持从锁存器，与非门开通，以维持从锁存器到输出口数据输出通路畅通无阻。到输出口数据输出通路畅通无阻。而当而当P3口口作作第二功能口线第二功能口线使用时，该位的锁使用时，该位的锁存器置高电平，使与非门对第二功能信号输存器置高电平，使与非门对第二功能信号输出是畅通的，从而实现第二功能信号的输出。出是畅通的，从而实现第二功能信号的输出。任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作
10、三、相关知识：中断系统及其管理三、相关知识：中断系统及其管理（1）中断系统结构）中断系统结构 第二功能为输入的信号引脚，在口线上的输入通第二功能为输入的信号引脚，在口线上的输入通路增设了一个路增设了一个缓冲器缓冲器，输入的第二功能信号即从，输入的第二功能信号即从这个缓冲器的输出端取得。这个缓冲器的输出端取得。作为作为I/O口线输入端时，取自口线输入端时，取自三态缓冲器三态缓冲器的输出的输出端。这样，不管是作为输入口使用还是第二功能端。这样，不管是作为输入口使用还是第二功能信号输入，输出电路中的锁存器输出和第二功能信号输入，输出电路中的锁存器输出和第二功能输出信号线均应输出信号线均应置置“1”。
11、任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作三、相关知识：中断系统及其管理三、相关知识：中断系统及其管理三、相关知识：中断系统及其管理三、相关知识：中断系统及其管理（2）中断源）中断源 MCS-51单片机有单片机有2个外部中断个外部中断和和2个内部定个内部定时时/计数器溢出中断计数器溢出中断TF0、TF1和和1个内部串行个内部串行口中断口中断RI或或TI。每个中断源可由程序控制其打开或关断，每个中断源可由程序控制其打开或关断，优优先级先级也可由程序设置为高优先级或低优先级。也可由程序设置为高优先级或低优先级。任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断
12、控制彩灯控制器制作三、相关知识：中断系统及其管理三、相关知识：中断系统及其管理（3）中断控制相关寄存器）中断控制相关寄存器 51系列单片机为用户提供了系列单片机为用户提供了4个个特殊功能寄存器用特殊功能寄存器用来进行中断系统控制：来进行中断系统控制：定时定时/计数器控制寄存器计数器控制寄存器TCON；串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCON；中断允许控制寄存器中断允许控制寄存器IE；中断优先级控制寄存器中断优先级控制寄存器IP。任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作三、相关知识：中断系统及其管理三、相关知识：中断系统及其管理（3）中断控制相关寄存器）中断控制
13、相关寄存器 1）定时）定时/计数器控制寄存器计数器控制寄存器TCON：用于锁存外部用于锁存外部中断请求标志位及定时中断请求标志位及定时/计数器溢出中断请求标志计数器溢出中断请求标志位。进行位。进行字节字节操作时，寄存器地址为操作时，寄存器地址为88H。按。按位位操操作时，各位的地址为作时，各位的地址为88H8FH，其内容及位地址，其内容及位地址见表见表4-2所示。所示。任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作表表4-2 定时定时/计数器控制寄存器计数器控制寄存器TCON内容及位地址表内容及位地址表位地址位地址8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88H位符
14、号位符号TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0三、相关知识：中断系统及其管理三、相关知识：中断系统及其管理任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作位地址位地址8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88H位符号位符号TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0IT0和和IT1为外部中断请求触发方式控制位。为外部中断请求触发方式控制位。IT0（IT1）=1为为脉冲触发脉冲触发方式，方式，下降沿下降沿有效；有效；IT0（IT1）=0为为电平触发电平触发方式，方式，低电平低电平有效。有效。该位由软件置该位由软件置“1”或清或清“0”。三、相关知识：中
15、断系统及其管理三、相关知识：中断系统及其管理任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作位地址位地址8FH8EH8DH 8CH8BH8AH89H88H位符号位符号TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0IE0和和IE1为外部中断请求标志位。为外部中断请求标志位。当当CPU采样到采样到INT0（INT1）端出现有效中断请求端出现有效中断请求时，时，IE0（IE1）由硬件）由硬件置置“1”，中断响应完成后，中断响应完成后转向中断服务时，再由硬件自动转向中断服务时，再由硬件自动清清“0”。三、相关知识：中断系统及其管理三、相关知识：中断系统及其管理 2）串行口控
16、制寄存器）串行口控制寄存器SCON：SCON的低两位是串的低两位是串行口的行口的发送中断请求发送中断请求和和接收中断请求接收中断请求标志位。该寄存标志位。该寄存器进行器进行字节字节操作时，寄存器地址为操作时，寄存器地址为98H。按。按位位操作时，操作时，各位的地址为各位的地址为98H9FH，其内容及位地址见表，其内容及位地址见表4-3所示。所示。表表4-3 串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCON内容及位地址表内容及位地址表位地址位地址9FH9EH9DH9CH9BH9AH99H98H位符号位符号SM0SM1SM2 RENTB8RB8TIRI任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中
17、断控制彩灯控制器制作三、相关知识：中断系统及其管理三、相关知识：中断系统及其管理任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作RI为串行口接收中断请求标志位，当接收到一帧数为串行口接收中断请求标志位，当接收到一帧数据后由硬件据后由硬件置置“1”，向，向CPU请求中断处理，完成后请求中断处理，完成后由软件进行由软件进行清清“0”。TI为串行口发送中断请求标志位，当发送完一帧数为串行口发送中断请求标志位，当发送完一帧数据后由硬件据后由硬件置置“1”，向，向CPU请求中断处理，完成后请求中断处理，完成后由软件进行由软件进行清清“0”。位地址位地址9FH9EH9DH9CH9
18、BH9AH99H98H位符号位符号SM0SM1SM2 RENTB8RB8TIRI三、相关知识：中断系统及其管理三、相关知识：中断系统及其管理 3）中断允许控制寄存器）中断允许控制寄存器IE：IE负责控制各中断负责控制各中断源的开放或屏蔽，该寄存器进行源的开放或屏蔽，该寄存器进行字节字节操作时，操作时，寄存器地址为寄存器地址为A8H。按。按位位操作时，各位的地址操作时，各位的地址为为A8HAFH，其内容及位地址见表，其内容及位地址见表4-4所示。所示。表表4-4 中断允许控制寄存器中断允许控制寄存器IE内容及位地址表内容及位地址表位地址位地址AFHAEH ADH ACH ABH AAH A9H
19、A8H位符号位符号EAESET1EX1ET0EX0任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作三、相关知识：中断系统及其管理三、相关知识：中断系统及其管理任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作EA为中断允许为中断允许总控制位总控制位，EA=0时禁止所有中断，时禁止所有中断，EA=1时时中断的禁止或允许由各中断源中断允许控制位进行设置。中断的禁止或允许由各中断源中断允许控制位进行设置。EX0（EX1）为外部中断允许控制位，当为外部中断允许控制位，当EX0（EX1）=1时时允许外部中断，当允许外部中断，当EX0（EX1）=0时禁止外
20、部中断。时禁止外部中断。ET0（ET1）为定时为定时/计数器中断允许控制位，当计数器中断允许控制位，当ET0（ET1）=1时允许定时时允许定时/计数器中断，当计数器中断，当ET0（ET1）=0时禁止定时时禁止定时/计数器中断。计数器中断。ES为串行中断允许控制位，当为串行中断允许控制位，当ES=1时允许串行中断时允许串行中断,ES=0时禁止串行中断。时禁止串行中断。位地址位地址AFHAEH ADH ACH ABH AAH A9H A8H位符号位符号EAESET1EX1ET0EX0三、相关知识：中断系统及其管理三、相关知识：中断系统及其管理（4）中断优先级控制寄存器中断优先级控制寄存器IP：IP
21、用于设置单片机的中断用于设置单片机的中断系统的系统的优先级优先级，可以用程序将，可以用程序将5个中断源设置为个中断源设置为高优先高优先级级或或低优先级低优先级，该寄存器进行，该寄存器进行字节字节操作时，寄存器地址操作时，寄存器地址为为B8H。按。按位位操作时，各位的地址为操作时，各位的地址为B8HBFH，其内，其内容及位地址见表容及位地址见表4-5所示。所示。表表4-5 中断优先级控制寄存器中断优先级控制寄存器IE内容及位地址表内容及位地址表位地址位地址BFHBEHBDHBCHBBHBAHB9H B8H位符号位符号PSPT1PX1PT0PX0任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及
22、中断控制彩灯控制器制作三、相关知识：中断系统及其管理三、相关知识：中断系统及其管理任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作PX0（PX1）为外部中断优先级设定位，当）为外部中断优先级设定位，当PX0（PX1）=1时设定外部中时设定外部中断断0（1）为高优先级，当）为高优先级，当PX0（PX1）=0时设置外部中断时设置外部中断0（1）为低优）为低优先级。先级。PT0（PT1）为定时）为定时/计数器中断优先级设定位，当计数器中断优先级设定位，当PT0（PT1）=1时设定时设定定时定时/计数器中断为高优先级，当计数器中断为高优先级，当PT0（PT1）=0时设定定时时
23、设定定时/计数器中断计数器中断为低优先级。为低优先级。PS为串行中断优先级设定位，当为串行中断优先级设定位，当PS=1时设定串行中断为高优先级，时设定串行中断为高优先级，PS=0时设定串行中断为低优先级。时设定串行中断为低优先级。当有多个同级别的中断源同时申请时，系统将按照外部中断当有多个同级别的中断源同时申请时，系统将按照外部中断0定时定时/计数计数器器0外部中断外部中断1定时定时/计数器计数器1串行口的顺序响应中断。串行口的顺序响应中断。位地址位地址BFHBEHBDHBCHBBHBAH B9H B8H位符号位符号PSPT1PX1PT0PX0三、相关知识：中断系统及其管理三、相关知识：中断系
24、统及其管理（4）中断处理过程）中断处理过程1）中断响应条件）中断响应条件MCS-51单片机单片机CPU响应中断的条件有以下响应中断的条件有以下4个：个：有有中断源中断源发出中断请求；发出中断请求；中断总允许控制位中断总允许控制位EA=1，即允许所有中断源，即允许所有中断源申请中断；申请中断；申请中断的中断源其中断允许申请中断的中断源其中断允许控制位为控制位为1，即，即该中断可以向该中断可以向CPU申请中断；申请中断；正在中断请求时，正在中断请求时，CPU没有执行更高级别的没有执行更高级别的中中断服务程序。断服务程序。任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作三、
25、相关知识：中断系统及其管理三、相关知识：中断系统及其管理 2）中断响应过程）中断响应过程 当中断源发出中断请求后，满足中断响应条件，当中断源发出中断请求后，满足中断响应条件，且不存在受阻情况时，且不存在受阻情况时，CPU将立即响应该中断请将立即响应该中断请求，如有多个中断源同时提出中断申请时，将按求，如有多个中断源同时提出中断申请时，将按中断源的优先级别分别作出响应。中断源的优先级别分别作出响应。在响应中断请求后先将断点地址压入在响应中断请求后先将断点地址压入堆栈堆栈保存，保存，以备中断结束后返回原程序；接着将相应中断处以备中断结束后返回原程序；接着将相应中断处理程序的入口地址送入程序计数器理
26、程序的入口地址送入程序计数器PC，使程序，使程序转向该转向该中断入口地址中断入口地址，并执行中断服务程序。，并执行中断服务程序。任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作三、相关知识：中断系统及其管理三、相关知识：中断系统及其管理 2）中断响应过程）中断响应过程 MCS-51单片机的中断源及中断入口地址如表单片机的中断源及中断入口地址如表4-6所示：所示：任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作表表4-6 MCS-51单片机中断源及入口地址表单片机中断源及入口地址表中断源中断源外部中断外部中断0定时定时/计数器计数器0外部中断外
27、部中断1定时定时/计数器计数器1串行口串行口入口地址入口地址0003H000BH0013H001BH0023H三、相关知识：中断系统及其管理三、相关知识：中断系统及其管理 3）中断处理）中断处理 中断处理分中断处理分保护现场保护现场、中断服务中断服务、恢复现场恢复现场和和中断返回中断返回4个步骤。个步骤。保护现场是指中断响应后，在中断服务程序开头将要使保护现场是指中断响应后，在中断服务程序开头将要使用的累加器、通用寄存器中的数据压入用的累加器、通用寄存器中的数据压入堆栈堆栈，以便恢复，以便恢复现场时数据不丢失；现场时数据不丢失；中断响应后根据中断源中断响应后根据中断源入口地址入口地址进入中断服
28、务子程序；进入中断服务子程序；恢复现场即将保护的累加器、通用寄存器的内容从堆栈恢复现场即将保护的累加器、通用寄存器的内容从堆栈中取出，其结尾必须是中断返回指令中取出，其结尾必须是中断返回指令RETI；中断返回将中断响应时压入堆栈中断返回将中断响应时压入堆栈PC值取出，从而使值取出，从而使CPU返回原程序中断点继续执行。返回原程序中断点继续执行。任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作三、相关知识：中断系统及其管理三、相关知识：中断系统及其管理（5）中断请求撤销）中断请求撤销 中断响应后，对中断响应后，对TCON和和SCON的中断请求的中断请求标志位应及时撤消。
29、否则意味着中断请求标志位应及时撤消。否则意味着中断请求仍然存在，将造成中断的重复响应，因此仍然存在，将造成中断的重复响应，因此应在中断返回前，撤消其中断标志。应在中断返回前，撤消其中断标志。1）外部中断请求的撤销）外部中断请求的撤销 2）定时）定时/计数器中断请求的撤销计数器中断请求的撤销 3）串行中断请求的撤销）串行中断请求的撤销任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作三、相关知识：中断系统及其管理三、相关知识：中断系统及其管理 1）外部中断请求的撤销）外部中断请求的撤销 脉冲触发方式的外中断请求撤销脉冲触发方式的外中断请求撤销 外部中断外部中断0中断请求标
30、志位中断请求标志位IE0和外部中断和外部中断1中断请求标志位中断请求标志位IE1的清的清“0”是由单片机硬是由单片机硬件自动完成的，用户无需参与。件自动完成的，用户无需参与。任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作三、相关知识：中断系统及其管理三、相关知识：中断系统及其管理 1）外部中断请求的撤销）外部中断请求的撤销 电平触发方式的外中断请求撤销电平触发方式的外中断请求撤销 外部中断标志位的清外部中断标志位的清“0”是自动完成的，但是是自动完成的，但是如果在中断结束后低电平持续存在的话，如果在中断结束后低电平持续存在的话，CPU又又会把中断请求标志位（会把中断
31、请求标志位（IE0/IE1）置）置“1”。因此，。因此，对电平触发方式的外部中断请求信号，需要外加对电平触发方式的外部中断请求信号，需要外加电路，即在中断响应后立即将和引脚电平从低电电路，即在中断响应后立即将和引脚电平从低电平强制为高电平。平强制为高电平。任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作三、相关知识：中断系统及其管理三、相关知识：中断系统及其管理 2）定时）定时/计数器中断请求的撤销计数器中断请求的撤销 中断响应后，由硬件自动把定时中断响应后，由硬件自动把定时/计数器计数器0中断请中断请求标志位求标志位TF0和定时和定时/计数器计数器1中断请求标志位中
32、断请求标志位TF1清清“0”，此操作不需要用户参与。，此操作不需要用户参与。任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作三、相关知识：中断系统及其管理三、相关知识：中断系统及其管理 3）串行中断请求的撤销）串行中断请求的撤销 中断响应后，没有用硬件清除中断响应后，没有用硬件清除TI或或RI，所以必须，所以必须在中断服务程序中用软件在中断服务程序中用软件(指令指令)将串行发送中断将串行发送中断请求标志位请求标志位TI或串行接收中断请求标志位或串行接收中断请求标志位RI清清“0”。任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作三、相关知识：
33、中断系统及其管理三、相关知识：中断系统及其管理任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断处理过程中断处理过程三、相关知识：中断系统及其管理三、相关知识：中断系统及其管理任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作（6）中断编程结构）中断编程结构在中断处理过程中许多操作都是由单片机自在中断处理过程中许多操作都是由单片机自动完成的，用户要做的工作就是用中断系统的动完成的，用户要做的工作就是用中断系统的4个专用寄存器进行中断控制编程，中断系统编个专用寄存器进行中断控制编程，中断系统编程结构如图程结构如图4-3所示。（以外部中断所示。（
34、以外部中断0为例）：为例）：三、相关知识：中断系统及其管理三、相关知识：中断系统及其管理任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作三、相关知识：中断系统及其管理三、相关知识：中断系统及其管理ORG 0000H ；单片机复位后；单片机复位后PC=0000H，程序执行首地址，一般需跳转，程序执行首地址，一般需跳转LJMP MAIN ；程序有中断时，用；程序有中断时，用LJMP指令跳过入口地址表到主程序指令跳过入口地址表到主程序ORG 0003H ；外部中断；外部中断0的入口地址的入口地址LJMP INT_0 ；用；用LJMP跳转至其它地址，跳转至其它地址，INT_0
35、为中断入口地址名为中断入口地址名ORG 0030H ；主程序存放首地址；主程序存放首地址MAIN:MOV SP,#60H；设置堆栈栈底地址，存放断点地址或数据；设置堆栈栈底地址，存放断点地址或数据*；初始化程序和主程序，需要对中断相关寄存器设置；初始化程序和主程序，需要对中断相关寄存器设置INT_0：*；中断服务程序；中断服务程序RETI；中断最后一条指令为；中断最后一条指令为RETI，返回主程序，返回主程序END ；程序最后用；程序最后用END指令表示程序结束指令表示程序结束任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作三、相关知识：中断系统及其管理三、相关知识：
36、中断系统及其管理 3.中断系统的应用中断系统的应用 （1）中断初始化）中断初始化（2）设置堆栈指针）设置堆栈指针SP（3）定义中断优先级）定义中断优先级（4）开放中断）开放中断 任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断初始化应在产中断初始化应在产生中断请求前完成，生中断请求前完成，一般要放在主程序一般要放在主程序中，与主程序的其中，与主程序的其他初始化内容一起他初始化内容一起完成设置。完成设置。三、相关知识：中断系统及其管理三、相关知识：中断系统及其管理 3.中断系统的应用中断系统的应用 （1）中断初始化）中断初始化（2）设置堆栈指针）设置堆栈指针SP（3
37、）定义中断优先级）定义中断优先级（4）开放中断）开放中断 任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作因中断设计保护断点因中断设计保护断点PC地址地址和保护现场数据，且均要用和保护现场数据，且均要用堆栈实现保护，因此要设置堆栈实现保护，因此要设置适宜的堆栈深度。单片机复适宜的堆栈深度。单片机复位时，位时，SP=07H，当深度要，当深度要求不高且工作寄存器组求不高且工作寄存器组13组不用时，可维持复位时的组不用时，可维持复位时的状态，深度为状态，深度为24字节。因为字节。因为20H2FH为位寻址区，深为位寻址区，深度大于度大于24字节时，会进入该字节时，会进入该区。
38、当要求有一定深度时，区。当要求有一定深度时，可设置可设置SP=60H或或50H，深，深度分别为度分别为32字节和字节和48字节。字节。三、相关知识：中断系统及其管理三、相关知识：中断系统及其管理 3.中断系统的应用中断系统的应用 （1）中断初始化）中断初始化（2）设置堆栈指针）设置堆栈指针SP（3）定义中断优先级）定义中断优先级（4）开放中断）开放中断 任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作IP为中断优先级控制寄存器，单为中断优先级控制寄存器，单元地址是元地址是B8H，MCS-51型单片机型单片机有两个中断优先级：高优先级和有两个中断优先级：高优先级和低优先
39、级。低优先级。IE1（IE0）：外中断请求标志位。：外中断请求标志位。当当P3.3引脚信号有效时，引脚信号有效时，IE1由硬由硬件自动置件自动置“1”，当，当CPU响应该中响应该中断后，由片内硬件自动清断后，由片内硬件自动清“0”（只适用于边沿触发方式）。当（只适用于边沿触发方式）。当选择电平触发时，由软件复位。选择电平触发时，由软件复位。IT1（IT0）：外中断触发方式控：外中断触发方式控制位。由软件置位或复位。若制位。由软件置位或复位。若IT1=1，则触发方式为边沿触发方，则触发方式为边沿触发方式，当式，当P3.3引脚出现下跳边沿脉引脚出现下跳边沿脉冲信号有效；若冲信号有效；若IT1=0。
40、则触发方。则触发方式为电平触发方式，当式为电平触发方式，当P3.3引脚引脚出现低电平信号时有效。出现低电平信号时有效。三、相关知识：中断系统及其管理三、相关知识：中断系统及其管理 3.中断系统的应用中断系统的应用 （1）中断初始化）中断初始化（2）设置堆栈指针）设置堆栈指针SP（3）定义中断优先级）定义中断优先级（4）开放中断）开放中断 任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作IE为中断允许控制寄存器，单为中断允许控制寄存器，单元地址是元地址是A8H，MCS-51型单型单片机对中断源的开放或关闭片机对中断源的开放或关闭（屏蔽）是由中断允许控制寄（屏蔽）是由中断
41、允许控制寄存器存器IE控制的，可用软件对各控制的，可用软件对各位分别置位分别置“1”或清或清“0”，从而，从而实现对各中断源的开放或关断。实现对各中断源的开放或关断。EA：CPU中断允许控制位。中断允许控制位。若若EA=1，则，则CPU开中断总允开中断总允许；许；若若EA=0，则，则CPU关中断且屏关中断且屏蔽所有中断源。蔽所有中断源。EX0：外中断中断允许控制位。：外中断中断允许控制位。若若EX0=1，则开中断；，则开中断；若若EX0=0，则关中断。，则关中断。五、任务实施五、任务实施-电路设计电路设计任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作五、任务实施五、
42、任务实施-流程图流程图任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作图图4-5 主程序主程序流程图流程图 图图4-6 中断服务程序流程图中断服务程序流程图五、任务实施五、任务实施-源程序源程序任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作五、任务实施五、任务实施-源程序源程序任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作五、任务实施五、任务实施-源程序源程序任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作八、扩展知识八、扩展知识-六路数字显示抢答器的设计六路数字显示抢答器的设计 应用应
43、用AT89S51芯片及简单的外围电路，设芯片及简单的外围电路，设计制作一个计制作一个6人抢答器，当按下人抢答器，当按下“开始开始”按按键后，参赛选手进行抢答，使用键后，参赛选手进行抢答，使用1位数码管位数码管显示最先按键的选手的号码并保持到下一显示最先按键的选手的号码并保持到下一次抢答开始次抢答开始。任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作八、扩展知识八、扩展知识-六路数字显示抢答器的设计六路数字显示抢答器的设计任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作八、扩展知识八、扩展知识-六路数字显示抢答器的设计六路数字显示抢答器的设计任
44、务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作八、扩展知识八、扩展知识-六路数字显示抢答器的设计六路数字显示抢答器的设计任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作八、扩展知识八、扩展知识-六路数字显示抢答器的设计六路数字显示抢答器的设计任务任务 中断系统及中断控制彩灯控制器制作中断系统及中断控制彩灯控制器制作单元2 定时/计数器及其应用 知识目标：知识目标：1.了解单片机定时了解单片机定时/计数器结构及原理。计数器结构及原理。2.熟悉单片机定时熟悉单片机定时/计数器工作方式。计数器工作方式。3.能根据定时能根据定时/计数器工作方式熟练计
45、算定时时间。计数器工作方式熟练计算定时时间。技能目标：技能目标：1.掌握单片机定时掌握单片机定时/计数器的初始化编程结构。计数器的初始化编程结构。2.能熟练设计方波控制器硬件电路。能熟练设计方波控制器硬件电路。3.能熟练设计方波控制器软件程序。能熟练设计方波控制器软件程序。4.掌握方波控制器硬件电路安装和调试方法。掌握方波控制器硬件电路安装和调试方法。任务任务 定时定时/计数器原理及定时计数器原理及定时/计数控制的方波制作计数控制的方波制作 一、任务描述一、任务描述 工作任务工作任务要要 求求理解定时理解定时/计数器有关知识计数器有关知识 熟练掌握定时熟练掌握定时/计数器编程方计数器编程方法法
46、 方波控制器硬件电路设计方波控制器硬件电路设计 掌握方波控制器硬件电路设计掌握方波控制器硬件电路设计方法方法彩灯控制器软件电路设计彩灯控制器软件电路设计掌握方波控制器软件设计方法掌握方波控制器软件设计方法方波控制器硬件电路安装方波控制器硬件电路安装和调试和调试 掌握方波掌握方波控制控制器硬件电路安装器硬件电路安装和调试方法和调试方法二、任务分析二、任务分析 在单片机应用系统中，为实现定时控制和在单片机应用系统中，为实现定时控制和对外部事件进行计数，需要用到单片机内对外部事件进行计数，需要用到单片机内部的另一重要功能：定时部的另一重要功能：定时/计数器。这样我计数器。这样我们要首先明确定时们要首
47、先明确定时/计数器工作方式；通过计数器工作方式；通过指令控制定时指令控制定时/计数器。计数器。任务任务 定时定时/计数器原理及定时计数器原理及定时/计数控制的方波制作计数控制的方波制作 二、任务内容二、任务内容 用定时用定时/计数器计数器T1工作方式工作方式1，产生周期为，产生周期为2ms的方波，并经的方波，并经P1.0输出；设单片机晶输出；设单片机晶振频率为振频率为6MHZ。电路原理图如图。电路原理图如图4-16所示。所示。1.采用中断方式进行定时采用中断方式进行定时/计数器溢出处理；计数器溢出处理；2.采用查询方式进行定时采用查询方式进行定时/计数器溢出处理；计数器溢出处理；任务任务 定时
48、定时/计数器原理及定时计数器原理及定时/计数控制的方波制作计数控制的方波制作 二、任务分析二、任务分析-方波电路原理图方波电路原理图任务任务 定时定时/计数器原理及定时计数器原理及定时/计数控制的方波制作计数控制的方波制作 三、相关知识：定时三、相关知识：定时/计数器原理计数器原理 51系列单片机有两个系列单片机有两个16位可编程定时位可编程定时/计数器计数器T0和和T1，简称为定时器简称为定时器0和定时器和定时器1。T0和和T1分别由两个独立的分别由两个独立的8位专用寄存器组成，即位专用寄存器组成，即T0由由TH0和和TL0组成，组成，T1由由TH1和和TL1组成，用于存放定时组成，用于存放
49、定时/计数器的初值及对外部计数器的初值及对外部或内部脉冲进行计数。或内部脉冲进行计数。定时定时/计数器工作方式寄存器计数器工作方式寄存器TMOD用于进行定时或计用于进行定时或计数功能选择、启动方式选择及工作方式选择。定时数功能选择、启动方式选择及工作方式选择。定时/计计数器控制寄存器数器控制寄存器TCON用于启停控制及计数溢出控制。用于启停控制及计数溢出控制。任务任务 定时定时/计数器原理及定时计数器原理及定时/计数控制的方波制作计数控制的方波制作 三、相关知识：定时三、相关知识：定时/计数器原理计数器原理 1定时定时 当定时当定时/计数器工作方式寄存器计数器工作方式寄存器TMOD中的功能选择
50、位中的功能选择位为为0时，工作于定时方式。此时时，工作于定时方式。此时T0或或T1对内部计数脉冲对内部计数脉冲(由晶体振荡器产生的振荡信号经由晶体振荡器产生的振荡信号经12分频得到的脉冲信分频得到的脉冲信号号)进行计数，由于此时的计数脉冲信号频率与机器周进行计数，由于此时的计数脉冲信号频率与机器周期信号频率相等，所以可以将期信号频率相等，所以可以将T0或或T1看成是对机器周看成是对机器周期信号进行计数，即期信号进行计数，即1个机器周期输入个机器周期输入1个计数脉冲，定个计数脉冲，定时器加时器加1。当定时当定时/计数器控制寄存器计数器控制寄存器TCON中的启动控制位中的启动控制位TR0和和TR1
